Metódy na zvýšenie výnosu pDNA

Výroba plazmidovej DNA (pDNA) závisí na genetickom rekombinovaní, ktoré zahŕňa spojenie cieľového genu a ďalších elementov s cieľom vytvoriť kovalentne uzavretú kruhovú štruktúru. Fermentácia pri vysokých bunkových hustotách Escherichia coli a čistenie sú hlavné spôsoby na produkciu pDNA.

Vývoj bunecných a genových terapií (CGT) a mRNA priniesol viac možností na prevenciu epidemických chorôb a liečbu redkých chorôb. Priemyselná produkcia CGT a mRNA vyžaduje vysoko kvalitnú pDNA . Preto je optimalizovaná fermentácia E. coli a vysoká výnosnosť pDNA základnou predpokladom pre ekonomickú účinnosť CGT a mRNA vakcín/liečiv.

1. Rastúca požiadavka na pDNA

Podľa správy o trhu výroby plazmidovej DNA v USA sa očakáva, že trh CGT rastie z 7,2 miliardy USD v roku 2023 na 23,3 miliardy USD v roku 2028. Okrem toho bude terapia genov dominojucom smerovaním CGT. Rastie počet schválených terapií CGT pre vstup na trh a viac kanálov prechádza klinickou fázou. V dôsledku toho sa popyt na pDNA rýsuje.

Okrem terapií CGT je pDNA neodmysliteľným surovinovým materiálom pre výrobu mRNA vakín. S nepretržitou inováciou technológií mRNA v oblastiach vakín proti infekčným chorobám, vakín proti rakovine a liečebnej starostlivosti o vzácne choroby bude tiež rastúci popyt na pDNA.

2. Metódy na zvýšenie výnosu pDNA

S rastúcim požiadavkám na plazmidovú DNA sa aktuálny vývoj technológií sústreďuje na optimalizáciu fermentačných stratégií s cieľom zvýšiť výnos pDNA. Kľúčové podmienky pre vývoj horného prúdu zahŕňajú komponenty kultúrneho médiu, teplotu, pH, rozpustený kyslík (DO), špecifickú produkčnú rýchlosť a fed-batch stratégiu.

Kultúrny mediál: Kultúrny mediál pre fermentáciu E. coli používaný pri produkcií plazmidov je typicky polosyntetický mediál. Skladá sa z uhlíkových zdrojov, dátovaných zdrojov, anorganických solí a stopy prvkov. Medzi nimi sú typy uhlíkových a dátových zdrojov kľúčové pre rast E. coli a akumuláciu produktov. Bežne používané uhlíkové zdroje sú glukóza a glycerol, a dátové zdroje zahŕňajú organické a anorganické dátové zdroje. Okrem toho, príliš vysoký pomerný pomer uhlíka ku dátu (C/N) môže spomaliť rast bakteriálneho štamu, zatiaľ čo príliš nízky pomer C/N môže podporiť rýchly rast, ale obmedziť akumuláciu produktov.

Teplota : Optimálna teplota pre rast E. coli je 37°C. Avšak nižšie teploty (30-37°C) sa môžu používať v dávkovej fermentácii na zníženie maximálnej špecifickej produkčnej rýchlosti, čím sa zvýši replikácia plázmidov. Pre teplovzručlivé plázmidy môže zvýšenie teploty na 42°C indukovať zdvojnásobenie počtu kópií plázmidu.

pH : Optimalná pH hodnota pre rast E. coli je 7±0.2. Hodnota pH fermentačnej tekutiny je obvykle udržiavaná cez kyselino-záklisné pumpy.

DO : Kritický rozsah rozpusteného kyslíka pre E. coli je 20%-30%. Nedostatočne rozpustený kyslík môže spôsobiť nadmernú produkciu octového kyselika, čo ovplyvňuje rast bakterií a dokonca môže spôsobiť ich autolýzu. Príliš veľké množstvo rozpusteného kyslíka môže spôsobiť otravu kyslíkom. Faktory, ktoré ovplyvňujú rozpustenosť kyslíka, zahŕňajú rýchlosť míchania, rýchlosť aerácie atď.

Stratégia krmeného dávkovania : Krmená dávková fermentácia sa často vyberá pre produkciu plázmidov. Za prvé, je vhodná na dosiahnutie vysokohustotnej fermentácie E. coli, čo viede k viac biomasu, ktorá slúži ako základ pre vysoký výnos. Druhou stránkou je, že nadmerny rast Escherichia coli ovplyvňuje stabilitu plazmidov. Pridanie obmedzujúcich živín pomocou fed-batch metódy môže racionálne riadiť rast E. coli , čím sa zvyšuje výnos plazmidov. Stratégia DO-stat sa bežne používa na reguláciu fed-batch počas fermentácie plazmidov. Existujú aj výskumy, ktoré ukazujú možnosť použitia stratégie pH-stat.

3. Služby poskytované spoločnosťou Yaohai Bio-Pharma

Spoločnosť Yaohai Bio-Pharma vyvinula dozretú platformu na výrobu plazmidov. Okrem toho spoločnosť Yaohai Bio-Pharma optimalizovala základný kultúrny prostriedok, krmenie a stratégiu riadenia fermentácie. V rámci cyklu kultivácie trvajúceho 30 hodín presiahne výnos plazmidov 1g/L.

Navíc je Yaohai Bio-Pharma schopná poskytnúť riešenia na optimalizáciu procesu na základe jednotlivých faktorov alebo metód Návrhu experimentov (DoE) pre rôzne plazmidy a hostitelské bakterie. Yaohai Bio-Pharma sa snaží splniť požiadavky zákazníkov na vysoký výnos a kvalitu plazmidov.

Spoločnosť Yaohai Bio-Pharma aktivne hľadá globálnych partnerov, či už institucionálnych alebo jednotlivcov, a ponúka najkonkurencieschopnejšie odmeny v odvetví. Ak máte akékoľvek otázky, neváhejte nás kontaktovať: [email protected]